A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2...

32
A. Colaleo 1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring del gas Stato dell’elettronica Sommario Stato progetto RPC A. Colaleo –INFN BARI

Transcript of A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2...

Page 1: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 1

Stato produzione

Stato installazione e commissioning

RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2

Attivita’ dopo l’MTCC

Stato cablaggio

Stato sistema monitoring del gas

Stato dell’elettronica

Sommario

Stato progetto RPCA. Colaleo –INFN BARI

Page 2: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 2

Produzione Single Gap completata: circa 3000 single gap prodotte e testate

Double Gap production completed

Single & Double Gap Production

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10

0

30

0

50

0

70

0

90

0

11

00

13

00

15

00

17

00

19

00

21

00

23

00

25

00

27

00

29

00

Accettate

Scartate

16.5 % of rejection

Prodotte Accettate Scartate

1200 1144 56 (4.7 %)

Page 3: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 3

Chamber Production

Chamber production: 448/480 chambers have been accepted at

test sites Bari – Pavia – Sofia

To finish production:

10 Chambers under test in Bari ready by the end of

September

22 Chambers in construction at General Tecnica 6 needed for next installation

ready by the end of October

Page 4: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 4

Barrel

416 chambers already accepted through the ISR pipeline24 chambers under test – foreseen ready first week october8 chambers to be tested – foreseen ready end october

Final dressing•Final cooling, HV connectors, temperature sensors

Detector control •Gas leak •Threshold setting and reading•Current vs. HV•Long stability test (15-20 days @ 9200 V)

Performance •Single rate (hits count.) vs. HV •Noise rate (cluster count.) vs. HV•Cluster size vs. HV

Commissiong camere all’ISR

Page 5: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 5

Barrel Commissiong camere all’ISR

420 camere sono state testate4 di queste ancora sotto test di stabilita’ in corrente

Page 6: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 6

Settori 1-7 installati underground

Wheels+1/W+2/W0 installate eccetto settori 1-7

W-1, W-2 installati settori 10,11 + alcune MB4

Installazione

Page 7: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 7

Coupling

Dopo l’accoppiamento all’ISR e prima dell’installazione a SX5: controlli di perdita di gas, intergrita’ HV, controllo di connettivita’ delle strip e sistema controllo soglie schede FE, controllo sistema cooling (RPC/DT/MC)

Dopo l’installazione :Connessione cavi di grounding

Gas system test:• Connessione al distributore di gas e

calibrazione flow cells • Controllo perdite gas• Equalizzazione dei flussi nella

stazione

Test prima e dopo installazione

Page 8: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 8

Barrel

For each sector•HV/LV test •Noise •Current stability for 48 hours

Commissioning camere installate

Wheel +1• All basic test done • Chamber sect 5/RB2 replaced due to broken HV

cable

• 1 FEB connector replaced in sect  9/RB1• 1 HV connector replaced on sect 12/RB3

Wheel +2• All basic test done

• Chamber sect 12/RB3 replaced due to gas leak

• 3 Distribution Board  replaced on sect 9/4 RB1 chambers (wrong threshold control via DT MC (backup line)).

• 1 FB replaced in sect 9 /RB2.

Wheel 0/-1/-2 ( 12 sectors)• Basic test done in all sector of W0,

excluded sect 4-5 • Broken HV connector in W0 sect 8 RB2• Discharging HV connector in W0 sect 6

RB2

• Gas rack for W-1, W-2 to be commissioned

Page 9: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 9

Barrel

CERN 22 June 2006, CMS Plenary CMS RPC Collaboration

HV 9200 VHz/strip

Strip = 420 cm2

Current

Noise rate

HV 9200 V

Commissioning camere installate

< 0.25 Hz/cm2

< 1.5 microA

Page 10: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 10

SX5 planning after the field mapping

W.Van Doninck

A. Benvenuti

Page 11: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 11

Status

Detector installation

Attivita’ a SX5 dopo MTCC II

• YB-1: 24 DT - 48 RPC - QUASI TUTTE GIA’ ACCOPPIATE• Large MB4 : 8 Chambers - 16 RPC• YB-2: 26 Chambers - 52 RPC • YB0 feet: 2Chambers - 2 RPC• UX YB+2, YB+1: 16 Chambers - 32 RPC

• DT+RPC coupling must proceed at 3 chambers/day in order to match theinstallation rate during the first 3 weeks• UX installation rate of 2 chambers/day assumed for YB+2 and of 3 for YB+1

150 RPC da installare

Page 12: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 12

Gas distributor commissioning on W-1, W-2

Gas system

W0 cabling

Cabling

Installation of LV boards in W+1 and W+2Installation of Linkboard on W+1 and W+2Functionality test of full link system

Electronics

Attivita’ a SX5 dopo MTCC II

W0 sector 4-5SX5 W-1, W-2 all sectorsUX W+1 , W+2 sect 1-7

Detector commissioning

Page 13: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 13

MTCCTest the full chamber/electronics/DAQ/Software chain and trigger system

RPC Chamber

s

YB+1 S10: LBB with 15 LBs and RBC1YB+2 S10: LBB with 15 LBs,

S11: LBB with 3 LBs and RBC2

Trigger Crate with the 1 Trigger Board with:14 optical links from LBs, Stratix2 PAC mezzanine board,

Control Crate with CSCTTC crate with LTC, TTCci and TTCex

On Tower

Control Room

CB

FEB

FEB

FEB

Slave LBSU

CoderMaster LB

SU Coder

Trigger Board

PAC

PAC

PACGB&

SorterPAC

RMB

LTC

I2C

TC Backplane

Slave LBSU

Coder

RBC Trigger

LVDS signal

RBC

Data Concentrator

Card

Filter Farm

Phase 2

Page 14: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 14

RPC triggers al MTCC

• patterns for the endcap and W+2 Sector 10 only: majority level 4/6• final geometry straight patterns on single strips for the tower 2 (W+1) (majority level

4/6)• "pointing to the tracker": based on OR of all strips of one eta partition (roll) of one

chamber, majority level 5/6, the 6th layer - RB4 (only middle strips) is required

• Separate triggers (LVDS signals) for each wheel to LTC

• Patterns based on OR of all strips of one eta partition (roll) of one chamber (i.e. one LB) calculated by each LB, no patterns crossing 2 wheels,

• Each chamber can be masked or forced,

• Configurable majority level, usually we used:

– 5/6 - trigger rate ~30 Hz per wheel

– 6/6 - trigger rate ~14 Hz per wheel W+2: Sect. 10

Sect. 11 Sect.10-11 patterns

ORRBC2

W+1: Sect. 10 RBC1

RBC

TB

TB and RBCs triggers were well synchronized to each other

Page 15: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 15

Minor problems with the gas distribution. A faulty IR analyzer was often producing false alarms. Optimize gas bottle replacement.

Equalization of the gas flow among the different stations has been proved to be possible and no variation observed in B-Fied

Operation in open loop.

Interlock system is working (CAEN )Gas system control information not available in Control Room.

RPC al MTCC: servizi

Gas

Some of the chamber at T > 24 C° for few days. Very important to have stable and low temperature. Wheel W+2 at higher temperature with respect to W+1. To be understood.

Cooling

Page 16: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 16

MTCC: LV/HV/FEB

LV stable system. Noise induced by the system on the detector is extremely low ( peak to peak ripple about 30 mVolts).

An unexpected instability of the current readout was found, not previously detected in the lab tests (B field or ADC instability?). CAEN at work

Only a couple of faulty connectors on the multi-polar HV cable on the patch panel side.

No faulty FEB. Threshold control to be improved to have the possibility of addressing a single board.

HV/LV

Page 17: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 17

The final state machine works very well. System run smoothly reading 300 hardware channels. No problems found.The present DCS server was appropriate to deal with the existing hardware.

DSS: wrong gas mixture signal to DSS implemented for MTCC phase 2 problem in cooling circuit (low flow or high temperature) to be implemented in phase 2

MTCC:DCS and DSS

Page 18: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 18

MTCC: Iguana Event Display

Combined offline RPC (green) and DT digis

RPC detector data were read out locally with TriggerBoard PAC diagnostic readout and offline converted to common data format of global DAQ standard CMSSW tools for unpacking and DQM used

Black = DT hitsGreen = RPC hits

DT global (4 stations) and Barrel RPC local data (6 layers) merged offline

Page 19: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 19

Analisi preliminare: DQMOccupancy, noise, cluster size, noise maps. Refine threshold values. DT/RPC reconstruction tools needed.Occupancy, noise, cluster size, noise maps. Refine threshold values. DT/RPC reconstruction tools needed.

Page 20: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 20

6/6 - trigger rate ~14 Hz per wheel

Efficiency plateau

RBC1 and RBC2 triggers vs. variation of the RPCs HV set points

Page 21: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 21

MTCC II plans

• Complete trigger chain:LB → TB → HSB → FSB → GMT

• Final geometry – pointing to the vertex: 3 Sectors × 7 Towers 2 Trigger Crates × 2 TBs × 3(4) PACsFinal PAC and Ghost Buster and Sorter algorithms can be tested, no special firmware needed!

• PAC patterns – final patterns (vertex muons), but wider i.e. defined on 4 or 8 strips (to have better acceptance)

• Normal DAQ: 4 RMB mezzanines + DCC

Phase 2 will allow the RPC to run closely to the final configuration

Wars

aw

Page 22: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 22

RPC cable status

• Cable detector – rack installation status: • W+2 and W+1 cabling completed (40 % of the cables on detector)

• Cables detector – rack for W0 produced to be tested Ready end of October

LB crates

LB crates installed and backplane cabled on both wheels (except X3 and X4 near)

Page 23: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 23

RPC cable status

Page 24: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 24

Work in progress-Production and installation of W0, W-1, W-2 -Routing of the long cables between detector hall and electronic house- patch panel organisation- production of cables not on detector

Page 25: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 25

GAS monitoring

• Gas gain monitoring system– Sviluppo del conceptual design, approvato CSN1 maggio

2006 e parzialmente finanziato,

– Studio dei flussi di gas all’interno di RPC gaps tramite simulazione CFD volta a verificare il lavaggio efficace delle camere e l’eventuale ristagno di contaminanti

– Analisi SEM-EDS e diffrattometriche (c/o laboratori di Ingegneria Roma 1) su camere irraggiate alla GIF nel 2001,

– Studio di differenti sistemi di analisi gas: ph-metri, µGC analysis , F- specific eletrode

• Caratterizzazione del sistema di ricircolo del gas “Closed Loop”

– Campagna di misure sistematiche per la caratterizzazione chimica dei filtri impiegati

Page 26: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 26

USC5UXC5

C2H

2F 4

/SF 6

/i-

C4H

10 /

H2O

Slow CtrlGC, p/T/RH/Ph

CMS

VENT

PU

RIF

IER

S

SGX Bldg

RPC TRIG2RPC TRIG1

RPC TRIG4RPC TRIG3

RPC PAD REF2RPC PAD REF1

RPC PAD MON6RPC PAD MON5

REFERENCE

MPX

half wheel lines

VENT

VENT

RPC PAD MON4

RPC PAD MON3RPC PAD MON2RPC PAD MON1

MONITOR

VENT

Gas Gain Monitor (conceptual design)• Monitoring continuo del punto di lavoro (efficienza, carica) con cosmici nel gas

building su 3 sottosistemi di RPC pads 50cmx50cm nello stesso telescopio1. REFERENCE con gas clean open-loop2. MONITOR “OUT” con gas closed-loop dopo CMS-RPC3. MONITOR “IN” con gas closed-loop dopo purifiers e prima di CMS

Studi di fattibilita’ con su RPC recuperati e sviluppo elettronica ad hoc a Frascati.

Page 27: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 27

Studio del sistema di Closed Loop

Sono in corso campagne di misure sistematiche su campioni di filtri con metodi chimici, SEM/EDS e diffrattometrici.

• In operazione da Sept. 05 sul circuito di gas dell’ ISR – circa 110 l/h flusso totale– 30 linee – ma generalmente ~10 Ch. connessi– Percentuale di miscela fresca : 10% (RH 40%)

Da molti studi del sistema risulta che funziona correttamente per circa 20 giorni dopodiche’ si osserva innalzamento delle correnti in alcune camere. Le correnti tornano nei valori normali in seguito alla rigenerazione dei filtri

Studio del sistema di closed loop e’ cruciale per una operazione sicura degli RPC nell’esperimento: importante realizzare un test esaustivo all’ISR e alla GIF dopo installazione camere (Primavera 07)

Page 28: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 28

•Receive optical link from RBCs

•Combine ORs from 1 Wheel and produce Wheel Cosmic Trigger Global Trigger as Technical Trigger

The full RBC production is expected to be available before the end of 2006

Progetto RPC Technical Trigger

Wheel-Based Cosmic TriggerWheel-Based Cosmic Trigger

UXC area USC area

Wheel Trigger

LBBox

RBCLBBox

LBBox

RBCLBBox

LBBox

RBCLBBox

LBBox

RBCLBBox

LBBox

RBCLBBox

LBBox

RBCLBBox

Barrel Wheel

TT

U

6 Fibers/wheel

Fiber GL

OB

AL

TR

IGG

ER

RBC (RPC Balcony Collector) Technical Trigger Unit

TT

UT

TU

TT

UT

TU

The design of the new firmware and the backplane for the Trigger Board-TTU will start in few weeks

The required functions are performed by the RPC Trigger Board (Warsaw): 3 TB for full the barrel

Page 29: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 29

Progetto SORTER

RPC Trigger Electronics System (general view)

Page 30: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 30

Half detector Sorter 2 Half detector Sorter 1

Final Sorter Board

Endcaps Outputs

Input from Trigger Crate

Barrel Outputs

Sorter Crate layout

Un crate completo e' stato prodotto, testato al 904 ed installatoUn backplane ed un Full sorter spare sono gia' stati prodotti e sono da testare,mentre sono in produzione due half-sorter spare.Algorimi del Sorter saranno testati al MTCC fase 2

Progetto SORTER

Page 31: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 31

Conclusioni• Produzione e test delle camere in Italia termina in Ottobre

• Test al CERN procedono a ritmo sostenuto : 412 camere testate, 32 camere ancora da testare per la prossima installazione.

• Intensa attivita’ di accoppiamento/installazione e commissioning prevista per fine anno. Importante effettuare test dell’elettronica (Link system) in superficie

• MTCC costituisce un importante test di tutta la catena di trigger/DCS e di lettura del rivelatore: differenti tipi di trigger sono stati implementati con il sistema RPC durante il test.

Intensa attivita’ di software sull’DQM /event display per garantire una immediata interpretazione dei dati.

• Sviluppo del sistema di gas monitoring e comprensione sistema di ricircolo sono fondamentali per garantire le prestazioni delle camere nel tempo.

• Cablaggio 40 % dei cavi installati. Progressi nell’integrazione dei cavi con il resto

del sistema e degli altri rivelatori

• Iniziata la produzione e test dell’elettronica per RBC/TTU e Sorter.

Page 32: A. Colaleo1 Stato produzione Stato installazione e commissioning RPC nell’MTCC Phase 1 Phase 2 Attivita’ dopo l’MTCC Stato cablaggio Stato sistema monitoring.

A. Colaleo 32

CH type RB1 RB2/4 RB3 All

Built 132 262 131 525

Rejected 19 (14.4 %) 30 (11.5 %) 18 (13.7%) 67 (13 %)

Chamber Production per type

0

1

2

3

4

5

6

7

fino adAprile 03

luglio 03-febb 04

giugno 04-nov 04

Genn 05 -Agosto 05

Sett 05 -Luglio 06

scarti ISR

BA-PV

GT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

fino adAprile 03

luglio 03-febb 04

giugno 04-nov 04

Genn 05 -Agosto 05

Sett 05 -Luglio 06

% ready

accett. BA-PV

on wait

CH scartate